Cum se calculează raportul de transmisie a axei spate a tricicletei electrice

Calculați raportul de transmisie al axei spate a unui triciclu electric împărțind viteza arborelui de intrare definit la viteza de ieșire definită. Pentru o pereche simplă de angrenaje, împărțiți numărul de dinți ai angrenajului condus la numărul de dinți ai angrenajului condus. Când mai multe trepte de reducere se află între motor și roți, înmulțiți raporturile acestora pentru a obține reducerea totală.

Pentru a transforma acest raport în viteza vehiculului, aveți nevoie și de turația mecanică a motorului și circumferința efectivă de rulare a anvelopelor. Metoda de mai jos se aplică unui sistem de transmisie în care un motor antrenează roțile din spate printr-un reducător și o osie. Nu presupune că fiecare tricicletă electrică folosește acest aranjament.

Definiți ce raport de transmisie calculați

Un raport de reducere compară două puncte numite din transmisie. Folosind mărimile vitezei de rotație:

Raport de reducere, i = rpm intrare ÷ rpm ieșire

Prin urmare, o reducere de 10:1 înseamnă că intrarea face zece rotații pentru fiecare rotație de ieșire. La o viteză de intrare dată, o reducere numerică mai mare produce o viteză de ieșire mai mică. Această relație de intrare-ieșire este descrisă în notele tehnice ale angrenajului maxon. maxongroup.com

Termenul „raport puntea spate” se poate referi la o reducere în ansamblul punții. Poate exclude o cutie de viteze separată în amonte sau o reducere la roți. Pentru calculele vitezei vehiculului, cantitatea relevantă este raportul total de reducere motor-roată.

O cutie de viteze reduce viteza prin aranjamentul său de viteze. Un diferenţial permite roţilor antrenate să se rotească la viteze diferite. Aceste funcții pot fi combinate într-un ansamblu, dar termenii nu identifică aceeași relație mecanică. Stabiliți calea reală de transmisie înainte de a selecta numerele pentru un calcul.

Calculați raportul din dinții angrenajului sau vitezele arborelui

Utilizați dinți confirmați pentru conducere și angrenaj condus

Pentru o pereche simplă de angrenaje de legătură:

i = dinți angrenaj condus ÷ dinți angrenaj conducător

Luați în considerare un angrenaj condus ipotetic de 20 de dinți care cuplează un angrenaj condus de 60 de dinți:

i = 60 ÷ 20 = 3:1

Treapta de viteză se rotește de trei ori pentru o rotație a treptei de antrenare. Dana/Spicer folosește relația corespunzătoare dintre numărul de dinți condus și conducător în calculul raportului său inel și pinion. spicerparts.com

Numărul de dinți trebuie să aparțină unei perechi de angrenaje confirmate. Un număr de dinți într-o descriere cu jumătate de arbore se poate referi la caneluri utilizate pentru o conexiune mecanică. Nu stabilește un raport de reducere cu o altă parte listată separat. Aranjamentele planetare necesită și relația lor cinematică corectă; împărțirea a două numărări convenabile de dinți este insuficientă.

Metoda raportului de viteză dă același rezultat atunci când intrarea și ieșirea sunt identificate corect: 3000 rpm la intrare și 1000 rpm la ieșire produc un raport de 3:1. Ambele valori trebuie să descrie aceeași condiție de funcționare și aceeași cale de transmisie.

Înmulțiți etapele de reducere consecutive

Dacă etapa ipotetică de 3:1 este urmată de o reducere separată de 4:1, raportul total este:

i_total = 3 × 4 = 12:1

La 3000 rpm motor, prima treaptă reduce viteza la 1000 rpm, iar a doua la 250 rpm. Înmulțirea rapoartelor are în vedere ambele etape. Folosirea numai a primei etape ar oferi o predicție greșită a vitezei roții.

Luați în considerare vitezele diferențiale ale roților

Pentru un diferențial deschis simetric ideal, cu vitezele arborelui stâng și drept exprimate într-o direcție comună înainte:

Turație purtător = (rpm arbore stânga + rotație arbore drept) ÷ 2

Această relație de viteză medie decurge din constrângerile fundamentale din modelul diferențial MathWorks. Fără o reducere suplimentară a capătului roții, ambele roți care se rotesc la 250 rpm corespund unei turații suportului de 250 rpm. Dacă cele două viteze ale roților diferă, o singură roată nu reprezintă acea medie. MATLAB

În consecință, o viteză arbitrară a roții care se învârte liber nu poate fi tratată ca viteza de ieșire a axei atunci când se calculează un raport. Aplicați această relație numai după ce tipul diferențial și punctele de măsurare au fost stabilite.

Convertiți turația motorului și circumferința anvelopelor în viteza de drum

Calculați turația roții și viteza teoretică a vehiculului

Pentru deplasarea în linie dreaptă cu ambele roți motoare la aceeași viteză, fără alunecarea anvelopei și fiecare treaptă de reducere inclusă:

Turația roții = rotația motorului ÷ raportul de reducere totală

Fiecare rotație a roții avansează vehiculul prin circumferința efectivă de rulare. Conversia metrilor pe minut în kilometri pe oră dă:

Viteza teoretică (km/h) = rpm motor × C × 60 ÷ (1000 × i_total)

Aici, C este circumferința efectivă de rulare a anvelopei în metri pe rotație și i_total este raportul de reducere motor-roată. Utilizați turația motorului mecanic. Turația electrică a afișajului unui controler necesită o conversie corespunzătoare specifică motorului înainte de a putea fi utilizată în această formulă.

Calculatorul de transmisie de la Dana/Spicer raportează în mod similar viteza arborelui, rapoartele de transmisie și dimensiunile anvelopelor, în timp ce distinge calculul matematic de adecvarea aplicației vehiculului. Piese Spicer

Pentru un exemplu lucrat, presupunem:

• Viteza de functionare a motorului: 3000 rpm.
• Circumferința efectivă de rulare: 1,50 m pe rotație.
• Reducere totala: 10:1.

Calculul este:

Turația roții = 3000 ÷ 10 = 300 rpm

Viteza vehiculului = 300 × 1,50 × 60 ÷ 1000 = 27 km/h, aproximativ 16,8 mph.

Folosind aceeași viteză a motorului și anvelope cu o reducere totală de 12:1 dă 250 rpm roata şi 22,5 km/h, aproximativ 14,0 mph. Acestea sunt intrări și rezultate de calcul ipotetice, nu specificații pentru un produs ECOGO.

Pentru o roată circulară ideală, circumferința poate fi aproximată ca π × diametru. Într-un calcul efectiv al vehiculului, utilizați circumferința efectivă de rulare sau datele aplicabile privind rotațiile pe distanță ale furnizorului de anvelope. Diametrul jantei roții nu este diametrul de rulare a anvelopei și numai denumirea nominală a anvelopei poate să nu asigure circumferința necesară.

Lucrați înapoi de la o viteză țintă

Rearanjarea aceleiași ecuații dă un raport total candidat:

i_total = rpm motor × C × 60 ÷ (1000 × viteza țintă în km/h)

Cu aceeași viteză de 3000 rpm și 1,50 m circumferință, o țintă de 25 km/h oferă:

i_total = 3000 × 1,50 × 60 ÷ (1000 × 25) = 10,8:1

Acesta este un candidat calculat. Nu stabilește că este disponibil un ansamblu 10,8:1, că motorul poate susține 3000 rpm sub sarcina necesară sau că vehiculul va atinge această viteză.

Eficiența transmisiei nu este înmulțită în această ecuație de viteză cu raport fix. Afectează puterea necesară și cuplul disponibil. Dacă pierderile împiedică motorul să susțină turația presupusă, utilizați turația realizabilă pentru a recalcula viteza pe drum.

Verificați cuplul și limitele de funcționare înainte de a alege raportul

Calculați cuplul total de acționare în mod constant

Pentru o conducere constantă, cu ambele ieșiri ale osiilor la aceeași viteză și fără nicio reducere suplimentară între acele ieșiri și roți, raportul total motor-roată poate fi utilizat în următorul calcul al cuplului:

Cuplul total de ieșire a axei ≈ cuplul motor × i_total × eficiența totală a transmisiei

Relația de reducere și eficiență este dată în notele de viteză ale Maxon. Aici, „cuplul total de ieșire a axei” înseamnă cuplul combinat la cele două ieșiri antrenate. Nu înseamnă că fiecare roată primește acea valoare completă. maxongroup.com

Extindeți exemplul ipotetic anterior presupunând 5 N·m cuplu motor la 3000 rpm şi Eficiența totală a transmisiei de 0,90 pentru ambele rapoarte:

Reducerea mai mare produce mai mult cuplu de ieșire la o viteză de ieșire mai mică pentru același punct de funcționare a motorului. Nu creează putere suplimentară. Eficiența asumată de 90% este doar o intrare în acest exemplu; eficiența reală trebuie să provină din date sau măsurători aplicabile.

Separați calculul de performanța vehiculului

Cuplul de ieșire calculat nu este cuplul admisibil al unei osii. Limitele de angrenare, arbore și asamblare încă se aplică. În mod similar, cuplul pe osie nu este un rating de sarcină utilă: forța la sol depinde și de dimensiunea anvelopei și de aderența disponibilă, în timp ce vehiculul trebuie să-și depășească rezistența de funcționare.

Înainte de a selecta un raport, verificați dacă motorul poate susține viteza și cuplul necesar cu tensiunea bateriei propuse, limitele controlerului și condițiile termice. Înlocuirea datelor de turație a motorului încărcate cu o valoare a rpm fără sarcină poate supraestima viteza atinsă pe drum.

Prin urmare, un raport de transmisie personalizat pentru o axă diferenţială a triciclului electric ar trebui evaluat în raport cu un punct de operare definit. Calculele de raport stabilesc relația dintre turații și cupluri; nu stabilesc în mod independent sarcina utilă, capacitatea de alpinism sau raza de acțiune.

Confirmați raportul real și configurația osiilor înainte de a comanda

ECOGO puntea spate și gama de transmisie include o ansamblu cutie de viteze triciclu electric si un axa spate frana cu disc integrata. Listările lor publice nu oferă un raport real și evaluări complete de funcționare pentru calculele de mai sus. Trebuie confirmat un raport pentru ansamblul specific luat în considerare. Ecogo

Pentru o comparație tehnică utilă, obțineți:

• Calea exactă de asamblare și transmisie: identificați intrarea motorului, fiecare treaptă de reducere, diferențial și orice reducere la capătul roții.
• Raportul real: indicați punctele sale de intrare și ieșire și poziția aplicabilă a treptei de viteză, dacă este cazul.
• Limitele de funcționare: să obțină viteza de intrare admisă și limitele de cuplu continue sau temporare cu condițiile lor.
• Calculul vehiculului introduce: utilizați datele de rulare ale anvelopelor prevăzute și un punct de funcționare realist al motorului încărcat.
• Se potrivește instalarea: verificați interfețele de montare și frână pentru ansamblul puntea spate selectat.

La confirmați raportul și configurația osiilor cu ECOGO, furnizați viteza de funcționare țintă, datele de rulare a anvelopelor, informații despre motor și sarcina necesară. Aceste intrări permit evaluarea raportului propus în raport cu produsul real, mai degrabă decât tratarea unui rezultat matematic ca o specificație gata făcută.